專利名稱：治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的頭罩裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，尤其涉及一種用LED治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的頭罩
直ο
背景技術(shù)：
所謂腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病主要指腦中風(fēng)、老年癡呆癥、帕金森等與腦神經(jīng)病變相 關(guān)的疾病。中風(fēng)是一組以腦部缺血及出血性損傷癥狀為主要臨床表現(xiàn)的疾病，又稱腦卒中或 腦血管意外。腦中風(fēng)患者存在血液流變學(xué)、神經(jīng)內(nèi)分泌、物質(zhì)代謝(能量代謝、脂代謝)紊 亂和免疫異常及脂質(zhì)過氧化損傷。雖可用的醫(yī)療藥物頗多，但其副作用和危險性較大，且遠(yuǎn) 期療效欠佳?；颊甙l(fā)病后，多采取運動康復(fù)治療，但運動治療效果較慢，且需要長期有人陪 護(hù)以實現(xiàn)治療目的。因此，對于腦中風(fēng)一直缺乏安全且有效的治療措施，腦中風(fēng)的治療和康 復(fù)仍是目前醫(yī)學(xué)界較為棘手的問題。阿爾茨海默病(Alzheimer' s Disease，AD)，又稱老年癡呆癥，是一種以不可逆 進(jìn)行性記憶減退和認(rèn)知、語言功能障礙為主要臨床表現(xiàn)的神經(jīng)變性疾病。其特征性病理 變化為大腦皮層萎縮，并伴有淀粉樣蛋白(β-amyloid，β-AP)沉積，神經(jīng)原纖維纏 結(jié)(neurofibrillary tangles, NFT)，大量記憶性神經(jīng)元數(shù)目減少，以及老年斑(senile plaque，SP)的形成。由于AD罹患期長，給社會和家庭帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。目前尚無 特效治療或逆轉(zhuǎn)疾病進(jìn)展的治療藥物。帕金森病又稱震顫麻痹，是發(fā)生于中老年人的一種慢性、進(jìn)展性中樞神經(jīng)系統(tǒng)變 性疾病。解剖病理學(xué)研究證明，該病主要是因位于中腦部位“黑質(zhì)”中的細(xì)胞發(fā)生病理性改 變后，多巴胺的合成減少，抑制乙酰膽堿的功能降低，則乙酰膽堿的興奮作用相對增強。兩 者失衡的結(jié)果便出現(xiàn)了“震顫麻痹”。帕金森病也是四大常見的神經(jīng)退行性疾病之一(其它 三種為亨廷頓氏病、盧伽雷氏癥、老年癡呆癥)，它是由于腦內(nèi)黑質(zhì)細(xì)胞的減少引起的。藥 物治療雖能使某些患者的癥狀在一定時間內(nèi)獲不同程度的好轉(zhuǎn)，但不能阻止其自然病理進(jìn) 程，而且可能具有嚴(yán)重的副作用。目前臨床上對帕金森病尚無特效療法，研究者們正在探索 非藥物療法。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，各種波長的發(fā)光二極管(Lighting EmittingDiode, LED)在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用日益擴(kuò)大。近年來，有研究者發(fā)現(xiàn)使用LED陣列作為光源，特別 是遠(yuǎn)紅外至近紅外光譜(波長630 1，OOOnm)范圍內(nèi)的LED光源，對體外培養(yǎng)的細(xì)胞或者 模型動物進(jìn)行低能光子照射能夠產(chǎn)生多種生物調(diào)節(jié)作用。其中，808nm LED光照射能通過神 經(jīng)元細(xì)胞線粒體上的細(xì)胞色素C氧化酶作為光受體吸收光能后，導(dǎo)致ATP的生成增加，起到 改善神經(jīng)元細(xì)胞線粒體的功能，促進(jìn)細(xì)胞的能量代謝。有實驗室數(shù)據(jù)表明，通過SOSnmLED 照射，可穿透頭皮和顱骨，到達(dá)受損細(xì)胞(神經(jīng)元，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，腦血管內(nèi)皮細(xì)胞)。同時， 由于SOSnmLED光照射能夠提高細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞色素C氧化酶的活性和ATP的產(chǎn)生，促進(jìn)細(xì)胞能 量代謝及氧化還原過程，恢復(fù)腦中樞神經(jīng)細(xì)胞功能，因此，通過用808nmLED光照對改善腦中樞神經(jīng)細(xì)胞病變的疾病有一定治療效果。LED光照對于治療腦中風(fēng)、老年癡呆癥和帕金森等疾病的有效性均有一定的理論 基礎(chǔ)。例如，最近研究證實808nm LED光照對栓塞缺血區(qū)腦皮層ATP含量有顯著改善作用。 由于線粒體廣泛分布于神經(jīng)元的各個部分，是神經(jīng)元的能量供應(yīng)中心，而神經(jīng)元線粒體功 能失調(diào)被認(rèn)為會導(dǎo)致缺血性中風(fēng)組織損傷，因此，使用808nm LED光照缺血性神經(jīng)元細(xì)胞線 粒體，能夠改善神經(jīng)元細(xì)胞能量代謝，激活由于中風(fēng)造成損傷的細(xì)胞組織，達(dá)到治療缺血性 腦中風(fēng)疾病的目的。同樣的，大量的文獻(xiàn)表明，線粒體功能異常和氧化性損傷是AD早期的 主要表現(xiàn)，LED近紅外光能夠提高細(xì)胞內(nèi)色素C氧化酶的活性和ATP的產(chǎn)生，降低細(xì)胞內(nèi)氧 化應(yīng)激水平，改善或 者糾正線粒體功能異常所導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡，發(fā)揮細(xì)胞保護(hù)作用。因此， LED近紅外光照能夠在AD早期糾正神經(jīng)元內(nèi)氧化應(yīng)激水平和線粒體功能異常，進(jìn)而阻斷AD 的進(jìn)一步發(fā)展。對于帕金森，有實驗證明通過LED光照能夠促進(jìn)細(xì)胞能量代謝，糾正腦內(nèi)多 巴胺代謝紊亂從而改善帕金森氏病的癥狀。目前尚未見有利用LED光照射治療腦中風(fēng)、老年癡呆癥和帕金森等腦中樞神經(jīng)細(xì) 胞病變的醫(yī)療器械。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服目前藥物治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病費用高昂、效果不理想、毒副作用大 等缺點，本發(fā)明提供一種治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的頭罩裝置，其設(shè)置有發(fā)光二極管(LED) 元件，能夠佩戴在病人頭部，LED光可穿透頭皮和顱骨到達(dá)受損腦細(xì)胞，達(dá)到有效地治療腦 中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的目的，具有操作簡單、無毒副作用、效果顯著和醫(yī)療成本低廉的優(yōu)點。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下一種治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的頭罩裝置，其包括罩體、多個發(fā)光二極管元件和 控制裝置，所述罩體上開設(shè)有若干安裝孔，所述多個發(fā)光二極管元件安裝于該安裝孔中，該 多個發(fā)光二極管元件的安裝數(shù)量及位置根據(jù)患者的病灶部位確定，所述控制裝置與多個發(fā) 光二極管元件進(jìn)行電連接以控制該多個發(fā)光二極管元件的發(fā)光。本發(fā)明所述治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的頭罩裝置的罩體為彈性體，其左右各開設(shè) 有一方便耳朵露出的耳洞，該罩體的下部設(shè)有用于固定的布帶；所述若干安裝孔由硬質(zhì)材 料制成，其分布均勻地鑲嵌于罩體上面，其中沿中線位置的最高和最低的兩個安裝孔分別 對應(yīng)于人體頭部的上、下發(fā)際線部位；所述控制裝置設(shè)置有開關(guān)按鈕和若干與所述若干安 裝孔數(shù)目對應(yīng)的導(dǎo)線接口 ；所述發(fā)光二極管元件包括有發(fā)光體、金屬導(dǎo)電片、導(dǎo)管、旋轉(zhuǎn)鈕、 導(dǎo)線和金屬插頭，所述發(fā)光體的波長為808nm，光照射的最高強度為50mW/cm2，其設(shè)置于金 屬導(dǎo)電片的上方，該發(fā)光體的引腳與金屬導(dǎo)電片相連接，所述導(dǎo)管設(shè)置于金屬導(dǎo)電片的下 方且與金屬導(dǎo)電片相接，所述旋轉(zhuǎn)鈕設(shè)置于導(dǎo)管上且與金屬導(dǎo)電片相隔一距離，該旋轉(zhuǎn)鈕 和若干安裝孔的形狀均為長形，該旋轉(zhuǎn)鈕能夠穿過安裝孔并旋轉(zhuǎn)一角度以將發(fā)光二極管元 件固定于罩體上，所述導(dǎo)線穿過導(dǎo)管的內(nèi)腔，一端與金屬導(dǎo)電片相連接，通過該金屬導(dǎo)電片 向發(fā)光體供電，另一端與所述金屬插頭相連接，該金屬插頭將導(dǎo)線連接至控制裝置。本發(fā)明實現(xiàn)了一種全新的應(yīng)用發(fā)光二極管(LED)光照射治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾 病的治療方法，即LED光照射治療法。本發(fā)明采用能夠緊密貼合在患者頭部的帽子狀的 頭罩型結(jié)構(gòu)，上面安置有若干可以根據(jù)病變部位的不同而任意排列的發(fā)光二極管(LED)元件，通過LED光穿透頭皮和顱骨，到達(dá)受損的腦部中樞神經(jīng)細(xì)胞(神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、腦 血管內(nèi)皮細(xì)胞)的方法，達(dá)到提高細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞色素C氧化酶活性和ATP的產(chǎn)生，促進(jìn)細(xì)胞能 量代謝的目的，從而有助于改善腦中樞神經(jīng)細(xì)胞的病變。與現(xiàn)有藥物治療方式相比較，本發(fā) 明所述治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的頭罩裝置醫(yī)療過程無毒副作用、操作簡單方便、使用成 本低廉，能夠用于缺血性腦中風(fēng)、老年癡呆癥和帕金森等腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的醫(yī)療和康復(fù)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明發(fā)光二極管(LED)元件的結(jié)構(gòu)圖。圖中，1 罩體，2 發(fā)光二極管元件安裝孔， 3:耳洞， 4:布帶，5:發(fā)光二極管元件， 6:發(fā)光體， 7:金屬導(dǎo)電片，8:導(dǎo)線， 9:旋轉(zhuǎn)鈕， 10:控制裝置，11:開關(guān)按鈕，12 導(dǎo)線接口，13 導(dǎo)管， 14:金屬插頭。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作詳細(xì)的說明。首先請參閱圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖示治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的頭罩裝置 是一種能夠佩戴在病人頭部，采用發(fā)光二極管(LED)光照射治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的醫(yī) 療器械，其包括罩體1、多個發(fā)光二極管元件5和控制裝置10。所述罩體1為一類似泳帽的彈性體，能夠緊密地貼附于患者的頭部。該罩體1由具 有一定厚度且彈性較大的布料制成，其左右各開設(shè)有一耳洞3以方便露出患者的耳朵，該 罩體1的下部設(shè)有用于固定的布帶4，該布帶4由彈性材料制成，其將罩體1下部的兩側(cè)連 接起來，該布帶4具有較好的彈性，患者通過該布帶4將罩體1緊密貼合在頭部。由于罩體 1和布帶4都具有良好的彈性，因此可以適應(yīng)不同形狀與大小的患者頭部，并且能夠很好地 貼合于對應(yīng)腦部病變的位置。所述罩體1上開設(shè)有形狀為長形的若干安裝孔2用于安裝發(fā) 光二極管元件5，該若干安裝孔2由硬質(zhì)材料制成，其均勻地呈點狀陣列分布和鑲嵌于罩體 1上面，其中，沿罩體1中線位置的最高的兩個安裝孔2對應(yīng)于人體頭部的上發(fā)際線部位，最 低的兩個安裝孔2對應(yīng)于人體頭部的下發(fā)際線部位。請參閱圖2發(fā)光二極管元件的結(jié)構(gòu)圖。圖示發(fā)光二極管元件5包括有發(fā)光體6、金 屬導(dǎo)電片7、導(dǎo)管13、旋轉(zhuǎn)鈕9、導(dǎo)線8和金屬插頭14。所述發(fā)光體6為一枚小型發(fā)光二極 管(LED)，能夠發(fā)射用于治療的近紅外光，其波長為808nm，光照射的最高強度為50mW/cm2， 具體參數(shù)根據(jù)患者病情可以進(jìn)行調(diào)整。該發(fā)光體6設(shè)置于金屬導(dǎo)電片7的上方并且引腳與 金屬導(dǎo)電片7相連接。所述導(dǎo)管13設(shè)置于金屬導(dǎo)電片7的下方，并且與金屬導(dǎo)電片7相接。 所述旋轉(zhuǎn)鈕9形狀為長形，與罩體1上安裝孔2的形狀相似且大小略小于安裝孔2，該旋轉(zhuǎn) 鈕9橫向地設(shè)置于導(dǎo)管13上，并且與金屬導(dǎo)電片7相隔一距離以便容納安裝孔2的厚度， 該相隔距離根據(jù)安裝孔2的厚度而定；該旋轉(zhuǎn)鈕9恰好能夠穿過安裝孔2并且之后旋轉(zhuǎn)一 角度，由于該旋轉(zhuǎn)鈕9和安裝孔2的形狀均為長形，因此旋轉(zhuǎn)后的旋轉(zhuǎn)鈕9無法直接由安裝孔2中退出，從而將發(fā)光二極管元件5固定安裝于于罩體1上的安裝孔2中。當(dāng)需要自罩體1上卸下發(fā)光二極管元件5時，只需將旋轉(zhuǎn)鈕9旋回一角度然后退出安裝孔2即可。如 上所述，由于所述發(fā)光二極管元件5在每個安裝孔2上能夠?qū)崿F(xiàn)隨意的安裝與拆卸，因此不 但便于發(fā)光二極管元件5發(fā)生損壞時進(jìn)行及時更換，而且該多個發(fā)光二極管元件5在罩體 1上的安裝數(shù)量及位置可以根據(jù)各患者的不同病灶部位來確定和調(diào)整。該發(fā)光二極管元件 5安裝時，應(yīng)使發(fā)光體6處于罩體1之內(nèi)、導(dǎo)管13處于罩體1之外，即使發(fā)光體6朝向患者 的頭部，從而使發(fā)光體6所發(fā)出的紅外光能夠直射向患者的腦部。所述導(dǎo)線8穿過導(dǎo)管13 的內(nèi)腔，其一端與金屬導(dǎo)電片7相連接，通過該金屬導(dǎo)電片7向發(fā)光體6供電，另一端與所 述金屬插頭14相連接，該金屬插頭14將導(dǎo)線8連接至控制裝置10，該導(dǎo)線8通過金屬插頭 14將發(fā)光二極管元件5連接至控制裝置10。再請參閱圖1，圖示控制裝置10用以控制所述多個發(fā)光二極管元件5的發(fā)光，其 通過導(dǎo)線8與多個發(fā)光二極管元件5進(jìn)行電連接。所述控制裝置10設(shè)置有開關(guān)按鈕11和 若干導(dǎo)線接口 12 ；該導(dǎo)線接口 12用以插拔連接導(dǎo)線8端部的金屬插頭14，其數(shù)量與所述罩 體1上安裝孔2的數(shù)目一一對應(yīng)，以保證每個發(fā)光二極管元件5均可通過導(dǎo)線8連接至控 制裝置10 ；所述開關(guān)按鈕11用以啟動和關(guān)閉控制裝置10，進(jìn)而控制發(fā)光體6的發(fā)光與否。本發(fā)明所述治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的頭罩裝置在使用前，先要根據(jù)患者的病情 和病灶所在位置決定多個發(fā)光二極管元件5在罩體1上的安裝數(shù)量及位置，然后將罩體1 套置于患者頭部，使所述頭罩裝置盡量緊貼于頭皮以接近腦部，最后扳動開關(guān)按鈕11以啟 動該頭罩裝置對患者進(jìn)行LED光照射治療。該頭罩裝置在初次使用時以適應(yīng)為主，每次佩 戴時要盡量保證固定于同一位置，一次光照射的時長為15 30分鐘，佩戴時患者身體應(yīng)盡 量處于安靜狀態(tài)。本發(fā)明是一種采用LED光治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的新型裝置，其使用SOSnmLED 光照射病人頭部，使LED光穿透頭皮和顱骨，到達(dá)受損的腦部中樞神經(jīng)細(xì)胞(神經(jīng)元，神經(jīng) 膠質(zhì)細(xì)胞，腦血管內(nèi)皮細(xì)胞)，提高細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞色素C氧化酶活性和ATP的產(chǎn)生，從而促進(jìn)細(xì) 胞能量代謝，達(dá)到治療的目的，適用于缺血性腦中風(fēng)、老年癡呆癥和帕金森等有關(guān)腦中樞神 經(jīng)細(xì)胞病變的疾病的治療和康復(fù)。本發(fā)明具有醫(yī)療過程無毒副作用、操作簡單方便、使用成 本低廉等優(yōu)點。
權(quán)利要求
一種治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的頭罩裝置，其特征在于所述頭罩裝置包括罩體(1)、多個發(fā)光二極管元件(5)和控制裝置(10)，所述罩體(1)上開設(shè)有若干安裝孔(2)，所述多個發(fā)光二極管元件(5)安裝于該安裝孔(2)中，該多個發(fā)光二極管元件(5)的安裝數(shù)量及位置根據(jù)患者的病灶部位確定，所述控制裝置(10)與多個發(fā)光二極管元件(5)進(jìn)行電連接以控制該多個發(fā)光二極管元件(5)的發(fā)光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的頭罩裝置，其特征在于所述罩 體(1)為彈性體，其左右各開設(shè)有一方便耳朵露出的耳洞(3)，該罩體(1)的下部設(shè)有用于 固定的布帶(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的頭罩裝置，其特征在于所述若 干安裝孔(2)由硬質(zhì)材料制成，其分布均勻地鑲嵌于罩體(1)上面，其中沿中線位置的最高 和最低的兩個安裝孔(2)分別對應(yīng)于人體頭部的上、下發(fā)際線部位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的頭罩裝置，其特征在于所述 控制裝置(10)設(shè)置有開關(guān)按鈕(11)和若干與所述若干安裝孔(2)數(shù)目對應(yīng)的導(dǎo)線接口 (12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項所述的治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的頭罩裝置，其特 征在于所述發(fā)光二極管元件(5)包括有發(fā)光體(6)、金屬導(dǎo)電片(7)、導(dǎo)管(13)、旋轉(zhuǎn)鈕 (9)、導(dǎo)線(8)和金屬插頭(14)，所述發(fā)光體(6)設(shè)置于金屬導(dǎo)電片(7)的上方，該發(fā)光體 (6)的引腳與金屬導(dǎo)電片(7)相連接，所述導(dǎo)管(13)設(shè)置于金屬導(dǎo)電片(7)的下方且與金 屬導(dǎo)電片(7)相接，所述旋轉(zhuǎn)鈕(9)設(shè)置于導(dǎo)管(13)上且與金屬導(dǎo)電片(7)相隔一距離， 所述導(dǎo)線(8)穿過導(dǎo)管(13)的內(nèi)腔，一端與金屬導(dǎo)電片(7)相連接，通過該金屬導(dǎo)電片(7) 向發(fā)光體(6)供電，另一端與所述金屬插頭(14)相連接，該金屬插頭(14)將導(dǎo)線(8)連接 至控制裝置(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的頭罩裝置，其特征在于所述若 干安裝孔(2)和旋轉(zhuǎn)鈕(9)的形狀均為長形，該旋轉(zhuǎn)鈕(9)能夠穿過安裝孔(2)并旋轉(zhuǎn)一 角度以將發(fā)光二極管元件(5)固定于罩體(1)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的頭罩裝置，其特征在于所述發(fā) 光體(6)的波長為808nm，其光照射的最高強度為50mW/cm2。
全文摘要
一種治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的頭罩裝置，包括罩體、多個發(fā)光二極管元件和控制裝置，所述罩體上開設(shè)有若干安裝孔，所述多個發(fā)光二極管元件安裝于該安裝孔中，該多個發(fā)光二極管元件的安裝數(shù)量及位置根據(jù)患者的病灶部位確定，所述控制裝置與多個發(fā)光二極管元件進(jìn)行電連接以控制該多個發(fā)光二極管元件的發(fā)光。本發(fā)明實現(xiàn)了一種全新的發(fā)光二極管(LED)光照射治療法，其能夠佩戴在病人頭部，使LED光穿透頭皮和顱骨到達(dá)受損腦細(xì)胞，達(dá)到有效地治療腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的目的，具有操作簡單、無毒副作用、效果顯著和醫(yī)療成本低廉的優(yōu)點，能夠用于缺血性腦中風(fēng)、老年癡呆癥和帕金森等腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的醫(yī)療和康復(fù)。
文檔編號A61N5/06GK101869740SQ20101020762
公開日2010年10月27日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者宓現(xiàn)強, 陸兆丹 申請人:上海理工大學(xué)